非接觸位置測量線性霍爾元件-粵科源興科技

傳統(tǒng)的基于光學原理的位置檢測在冶金煉焦工業(yè)場合 ,難免有焦狀物質附著在測量元件表面 , 影響正常使用 ,無法解決這些場合的位置檢測問 題?；诖艌鰴z測的方法對此不敏感 ,可以用 于這些場合的位置檢測?；魻栐腔诨魻栃韺⒈粶y量的信號（如電流、磁場、位移等） 轉換成電動勢輸出的一種傳感器 ,由于具有結構簡單、無接觸壽命長等特點 ,霍爾元件被廣泛用于測量技術領域。一種利用線性霍爾元 件進行基于磁場的位置檢測方法。由于霍爾元件 對環(huán)境溫度、周圍雜散磁場變化敏感 ,只有有效地 解決霍爾元件的這些問題 ,才能將霍爾元件應用于這些場合實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的位置測量。

非接觸位置測量測量方法

位置測量可以認為是移動物體相對于靜止參考點的直線位置的測量。本文采用的測量方法如 圖 1 所示,將一個由永久磁鐵構成的磁頭放置在靜止參考點上,在靜止參考點附近形成一個由永久磁鐵產生的磁場。裝有線性霍爾元件的霍爾裝 置沿直線軌道運行,直線軌道與過靜止參考點的直線平行,平行距離恒定在 90 mm。當霍爾裝置在軌道上從圖1中的位置1向位置 3 移動時 ,靠 近磁頭磁場加強 ,遠離磁頭磁場減弱。安裝在霍爾裝置上的線性霍爾元件 ,根據(jù)所處磁場的強弱 輸出不同大小的霍爾電勢 ,由此確定運動物體與 參考點之間的位置。如圖 2 位置測量示意圖所示 ,霍爾測量裝置內部設有對稱的霍爾元件 ,左右各一個 ,磁頭在測 量裝置運行軌道的水平下方。

圖 2 中 （a） 、（ b） 、 （c） 對應于位置測量時霍爾裝置靠近磁頭從左向 右移動的 3 個位置。 處在不同位置 ,受到磁場影響不同 ,輸出的霍 爾電勢不同。利用這一特性 ,設計霍爾元件電壓 輸出信號檢測電路 ,通過對輸出信號的分析 ,確定 霍爾測量裝置的位置。

圖 3 所示為霍爾裝置的整 機電路框圖 ,將霍爾元件 1、2 輸出的電壓信號進 行放大比較處理 ,通過差動輸入來平衡補償環(huán)境 因素等造成的誤差 , 再經過放大器轉換為較大的 電壓信號。通過 V/ I 轉換電路 ,使得霍爾測量裝 置輸出 4～20 mA 標準電流信號 ,不同的電流輸 出值對應著霍爾裝置所處的不同位置。將電流信 號送入后級設備 ,通過后級設備對電流信號的處 理來達到所要求的控制目的。利用霍爾元件進行位置測量 ,已經在某煉焦企業(yè)的車輛對位控制中得到實際應用。